Короткий опис технологічного процесу і основних вузлів крана

ЗМІСТ

   Вступ                                                                                                                      4

1.Загальна частина. 

   1.1  Короткий  опис технологічного процесу  і основних вузлів крана.           6

   1.2 Технологічні вимоги, що пред'являються до електроприводу.                  9

   1.3 Обгрунтування і вибір системи електроприводу.                                       9

2. Розрахункова частина.

   2.1  Розрахунок  потужності і вибір двигуна  по каталогу.                               13

   2.2  Вибір схеми керування і основного електроустаткування.                     21

   2.3  Розрахунок, вибір і розбиття пуско-регулюючих резисторів.                 26

   2.4  Опис схеми управління  у всіх режимах.                                                    31

   2.5  Заходи  що  до  техніки безпеки при   ремонті і експлуатації 

         кранів.                                                                                                            32

Література                                                                                                              35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП.

Рівень розвитку енергетики в найбільш узагальненому вигляді  відображає технічний потенціал  будь-якої країни.

Електрифікація виконує провідну роль в розвитку всіх галузей господарств, є стрижнем розвитку економіки. З цього виходить необхідність  випереджаючих темпів зростання виробництва. Енергетика України за попередні роки розвитку створила могутні енергетичні бази. До кінця 2006 року  встановлена потужність електростанції досягне 51 млн. кВт, а виробництво електроенергії 272 млрд. кВт·ч. Подальший приріст виробництва електроенергії намічається одержати за рахунок нетрадиційних джерел енергії.  Їх питома вага у виробництві електроенергії збільшується, та ведуться активні роботи за новими надійними джерелами.

Розвиток електроенергетики  припускає складну сукупність заходів  зміни виробництва господарських  засобів, які можна назвати менш матеріальними, але надійнішими  і довговічнішими виробами, повніше використовування вторинних сировинних ресурсів, підвищення КПД енергетичних установок, зменшення втрат енергії та матеріалів.

У розвитку металургійної  промисловості найважливішими задачами є широка механізація  трудомістких робіт та автоматизація виробничого процесу. Їх значна роль належить  підйомно-транспортному устаткуванню та в першу чергу кранам, як основному засобу внутрішньоцехового транспорту, незамінного при підйомі та переміщенні вантажів на складах, будівельних майданчиках, в цехах, в портах, а також при виконанні різних монтажних операцій.

Продуктивність основних цехів металургійних підприємств, наприклад сталеплавильних та прокатних, в значній мірі залежить від надійності роботи та продуктивності кранів. В той же час ефективність роботи кранів істотно залежить від  якісних показників устаткування крана. Вантажні крани, вантажопідйомністю 5÷250 т.  застосовуються при виготовленні, монтажі та ремонті устаткування на різних підприємствах.

До мостових кранів відносяться  велика група металургійних кранів: ливарні (обслуговуючі розливні цехи), кліщові (для обслуговування прокату).

Значну роль в рішенні  цієї задачі виконує привід механізмів кранів, який повинен забезпечити  необхідний рух робочих органів  крана.  В більшості випадків устатковується електроприводом, володіючою великою перевагою  перед іншими видами приводу. У електроприводі крана широке застосування одержують пристрої з напівпровідниковими елементами. З їх допомогою з'являється можливість створити нові системи електроприводу, які відрізняються вищими якісними показниками, ніж електропривод, виконаний на основі релейно-контактної апаратури.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

 

1.1  Короткий опис  технологічного процесу та основних вузлів крана.

 

Ливарним виробництвом називають процеси отримання фасонних виробів (відливок) шляхом заливки розплавленого металу в порожнисту форму, відтворюючу форму і розміри майбутньої деталі. Після затвердіння металу у формі виходить відливання — заготівка або деталь. Відливання широко застосовують в машинобудуванні, металургії і будівництві.

Технологічний процес  литва металу починається на аглофабриках з ошматковуваннія пильоватих руд  і тонких концентратів перед доменною плавкою, що дозволяє істотно поліпшити  техніко-економічні показники роботи доменних печей, збільшити їх продуктивність. Далі готова до застосування порода  відправляється в доменний цех, де випускається   три види чавуну, а також проводиться відведення шлаку. Готовий чавун поступає в мартенівський цех, де проводиться завалення,  розплавлення і поліровка. На цій стадії технологічного процесу віддаляється залишок шлаку. Далі розплавлений чавун поступає в  конвертерний цех де сталь виплавляється в конвертерах з продуванням чистим киснем зверху при інтенсивності подачі кисню 600-800м3/мин або 1000-1300м3/мин., також проводиться продування і повалка  - встановлення заданої концентрації С в сталі. Потім проводиться розливання стали, а після охолоджування поріже в транспортно-обробному відділенні. З транспортно-обробного відділення сталь поступає на прокатний стан де прокатуються листи і плити з різною межею міцності в холодному стані з вуглецевих, нізьколегованних, легованих і конструкційних марок стали. Після прокату листи і плити відправляються на склад готової продукції.

Велике значення  в технологічному процесі литва металу мають мостові крани, що виконують роль транспортних механізмів.

Мостовими кранами називаються  вантажопідйомні  пристрої, призначені для горизонтального і вертикального  переміщення вантажів на невеликі відстані (в межах цеху, ділянки і т. д.).

По вантажопідйомності мостові крани діляться на:

а) малі 5-10 тонн.

б) середні 10-50 тонн.

в) крупні 50-1600 тонн

    Міст крана  є несучою зварною конструкцією, перекинутою через проліт цеху  в поперечному напрямі у верхній його частині. На кінцевих балках моста встановлені ходові колеса (4 шт.), які переміщаються по рейках підкранового шляху, закріплених на підкранових балках. Уздовж моста прокладені рейки,  по яких переміщається  на чотирьох колесах  візок з вантажопідйомною лебідкою. На барабан лебідки намотуються канати  з підвішеним до них на блоках  вантажозахватним пристроєм (крюком).

Крани вантажопідйомністю більше 15 тонн  окрім механізму  головного підйому мають також  механізм допоміжного підйому  для  підйому легких вантажів.

Привід механізмів крана  здійснюється  від електродвигунів  через редуктори. Управління краном проводиться з кабіни за допомогою контролерів, за допомогою яких здійснюється  перемикання режимів роботи електродвигунів механізмів крана (швидкість, реверс, гальмування), встановлена панель освітлення і сигналізації, панель вимірювальних приладів  і захисна панель. Апаратура управління краном  (контактори, проміжні реле, реле часу) встановлена в шафах,  розташованих на мосту крана, тут також розташовуються шафи з ящиками пускорегулюючих резисторів.

Електроенергія до механізмів кранів підводиться за допомогою  ковзаючих    токознiмачів   від      головних троллєєв,    прокладених уподовж підкранового шляху. Електроенергія до візка підводиться за допомогою гнучкого кабелю, підвішеного на тросі. Ввідним пристроєм електроенергії є захисна панель. Для експлуатації і ремонту  електроустаткуванні передбачений  вихід оператора  на міст крана через люк кабіни або інвентарну люльку.

Таким чином, в мостовому  крані є три механізми: механізм підйому, механізм переміщення візка  і  механізм переміщення моста. Кожен механізм має електромеханічний гальмівний пристрій 3, який встановлюється на сполучній муфті 2 між двигуном 1 і редуктором 4 або на спеціальному гальмівному шківі, розташованому на вільному кінці валу електродвигуна. (див. мал. 1). Механізм підйому кранів транспортуючих рідкий метал повинен мати два незалежні електромеханічні гальма. На мал. 1 представлена  кінематична схема механізму підйому мостового крана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мал. 1.   Кінематична  схема механізму підйому мостового  крана:

1 — двигун;   2 — муфта;   3 — гальмо;      4 — редуктор;      5 — барабан;

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Технологічні вимоги, що пред'являються до електроприводу.

 

Для якісного виконання своїх функцій електропривод крана повинен виконувати наступні вимоги.

1. Регулювання кутової  швидкості двигуна в порівняно  широких межах  (до 4:1), для спеціальних  (до 10:1), у зв'язку з тим, що  важкі вантажі доцільно переміщати  з меншою швидкістю, а порожній кран з більшою швидкістю для збільшення продуктивності. Пониження швидкості також необхідне для точної зупинки.

2.Забезпечення необхідної  жорсткості механічних характеристик  двигуна, особливо регулювальних,  з тим щоб  низькі швидкості  не залежали від вантажу.

3. Обмеження прискорень  до допустимих меж при мінімальній  тривалості перехідних процесів. Перша умова про ослабленням  ударів в механічних передачах   при виборі зазору із запобіганням  тому, що пробуксують ходові колеса візка, мостів, зменшення розгойдування.

4. Реверсування електроприводу  і забезпечення його роботи  як в руховому, так і в гальмівному  режимах

 

 

 

1.3 Обгрунтування і вибір системи електроприводу.

 

У цехах металургійних  підприємств знаходять застосування електродвигуни кранів трифазного змінного струму (асинхронні) і постійного струму (послідовного або паралельного збудження).

Керування  двигунами  кранів здійснюється за допомогою контроллерів, які призначені для пуску, зупинки, регулювання швидкості, гальмування  і реверсування. Застосовують силові кулачкові  і магнітні контроллери. Контроллери вибираються залежно від потужності електродвигуна і режиму роботи.

Силові кулачкові  контролери відносяться до числа  апаратів ручного управління. Силові кулачкові  контроллери є багатопозиційними перемикачами  з нульовим положенням, які за допомогою своїх контактів включають і відключають  елементи ланцюгів управління електродвигуном. Вони знаходять широке застосування для управління електродвигунами невеликої потужності, працюючих переважно в легкому (Л) або середньому (С) режимах. Їх основними достоїнствами є простота конструкції і надійність роботи при порівняно невеликих габаритних розмірах. У електроприводах кранів змінного струму застосовують контролери серії ККТ60А, постійного струму - контроллери серії КВ1. Контроллери   типів ККТ-61А,   ККТ-62А,   ККТ-65А, ККТ-68А і ККТ-69А застосовують для управління асинхронними електродвигунами з фазним ротором   серії MTF (МТН), а контроллер   типа ККТ-63А — асинхронними електродвигунами з короткозамкнутим ротором серії MTКF (МТКН). Контроллери ККТ-61А, ККТ-68А – для механізмів пересування і підйому;   ККТ-62А – для механізму пересування; ККТ-65А, ККТ-69А – для механізмів підйому. Кулачкові контроллери постійного струму типа КВ1-01 застосовують для управління двигунами постійного струму серій П і ДП послідовного, паралельного і змішаного збудження механізмів пересування, а контроллери типа KB1-02 — для управління електродвигунами послідовного збудження механізмів підйому. При застосуванні контроллерів серії КВ1 може бути одержаний діапазон регулювання 5:1.

Магнітні контроллери  застосовуються  при великих потужностях  двигунів і  великому числі включення  в годину. Конструктивно є набором  контакторів, котушки яких управляються за допомогою командоконтролера, по конструкції аналогічного кулачковим контроллерам. При отриманні живлення контактори своїми контактами вмикають чи вимикають ланцюги керування електродвигуном. Їх доцільно застосовувати в наступних випадках: для кранів середньої і великої продуктивності, працюючих в напруженому режимі (Т і ВТ); при частоті ввімкнень більше 600 в 1 годину; при необхідності дистанційного автоматичного і неавтоматичного керування. Для управління електродвигунами змінного струму найбільше поширення набули магнітні контроллери серій ТА, ДТА, ТАЗ, ТСА, ТСАЗ, К, ДК, КС, ДКС Вони призначені для управління асинхронними електродвигунами з фазним ротором. Регулювання швидкості електродвигунів здійснюється ними шляхом ступінчастої зміни опору в ланцюзі роторів електродвигунів. Контроллери серій ТСА, ТСАЗ, КС, ДКС застосовують в електроприводах механізмів підйому і грейфера; контроллери серій, ТА, ТАЗ, Д, ДК — для механізмів горизонтального пересування.  Ланцюг управління у контроллерів серій Д, ДК, КС, ДКС, КСДБ - на постійному струмі 220В, у решти магнітних контроллерів — на змінному струмі. У відносно нових магнітних контроллерах серії ТСД і КСДБ використаний принцип динамічного гальмування з самозбудженням. Магнітні контроллери серій П і ПС застосовують для управління електродвигунами постійного струму послідовного збудження. Швидкість регулюється шляхом ступінчастої зміни опору резисторів, включених в ланцюг якоря електродвигуна. Всі магнітні контроллери постійного струму забезпечують пуск, реверсування, гальмування, стійкий діапазон регулювання швидкості 4:1 ÷ 5:1 і мають максимальну і нульову захисту.

Електродвигуни мостових кранів ливарних цехів працюють, як правило, повторно-короткочасному режимі при широкому регулюванні частоти  обертання, причому робота їх супроводжується значними перевантаженнями, частими пусками, реверсами і гальмуваннями. Крани ливарного виробництва це крани середньої і великої продуктивності, працюючих в напруженому режимі (Т і ВТ); при частоті включень більше 600 в 1 ч;

Класифікація механізмів мостових кранів по режиму роботи приведена в таблиці 1.

 

Таблиця 1.

Класифікація механізмів мостових кранів по режиму роботи.

Група режимів	Режим роботи	Максимальне число ввімкнень в годину Nв. мах	Тривалість ввімкнення, %	Число включень в годину, Nв	Коефіцієнт використовування за вантажопідйомністю Кгр
1М	Л	60	15	60	0,25-1
2М		90
3М	С	120	25	90	0,75
4М		150-180	40	120
5М	Т	240-300	40	240	0,75-1
6М	ВТ	більше 300	60	більше 300	1